دوره آموزشی الکتریسیته ساکن ( فصل اول فیزیک یازدهم )

· شهریور ۱۲, ۱۳۹۹

فصل اول فیزیک یازدهم در مورد مباحث الکتریسیته ساکن و خازن توضیح می دهد، در این دوره اموزشی با مفاهیم کوانتیده بودن بار الکتریکی ، بار الکتریکی نقطه ای ، میدان الکتریکی ، جاذبه و دافعه بارهای هم نام و ناهمنام ، صفر شدن میدان میان دو بار الکتریکی و … آشنا می شوید سر آخر در انتهای این دوره نکاتی در مورد خازن ها یاد میگیرید. وقت اون رسیده که کمی بیشتر با مفاهیم این فصل آشنا بشیم.

کوانتیده بودن بار الکتریکی :

بار الکتریکی منفی و مثبت مضرب صحیحی از بار الکتریکی پایه است یعنی بار یک الکترون یا یک پروتون به اندازه e=1.6×۱۰-۱۹ است و تمامی اتم هایی که بار منفی یا مثبت دارند

نیروی بین دو بار الکتریکی :

نیروی که دو جسم باردار به هم وارد میکنند، نیروی الکتریکی نام داره ، اگر دو بار همنام باشند این نیرو دافعه و اگر ناهمنام باشند نیروی بین اونها جاذبه خواهد بود. فرمول بار الکتریکی به صورت زیر است.

فرمول نیروی بین ۲ بار الکتریکی
در فرمول روبرو بار q۱ , q۲ باید به صورت مثبت جاگذاری شوند.

فرمول بار الکتریکی

میدان الکتریکی :

فرمول میدان الکتریکی تقریبا شبیه فرمول نیروی بین دو بار الکتریکی هست ولی با این تفاوت که در صورت این فرمول بجای حاصل ضرب دو بار الکتریکی فقط یک بار وجود دارد. ضمنا برای میدان الکتریکی می توان یک فرمول بر حسب نیروی الکتریکی نوشت.

فرمول میدان الکتریکی بر حسب نیرو

E = F/q

فرمول میدان الکتریکی بر حسب بار الکتریکی

E = k q /r۲

کار میدان الکتریکی :

هرگاه یک بار الکتریکی درون میدان الکتریکی جابجا شود در این صورت طبق فرمول زیر بر روی بار الکتریکی کار انجام می شود.

فرمول کار میدان الکتریکی :

W = F d Cos(θ)

در فرمول بالا زاویه θ ، زاویه میان F و d است یعنی زاویه θ همان زاویه میان نیرو و بردار جابجایی است.

فرمول اختلاف پتانسیل الکتریکی :

هنگامی که یک بار الکتریکی درون میدان الکتریکی جابجا شود انرژی پتانسیل آن کم یا زیاد می شود.
نسبت تغییر انرژی پتانسیل ΔU به بار ذره q ، مستقل از نوع و اندازهٔ بار الکتریکی است. به این نسبت، اختلاف
پتانسیل الکتریکی دونقطه ای می گوییم. پس فرمول اختلاف پتانسیل به صورت زیر در میاد.

اختلاف پتانسیل الکتریکی :

ΔV = ΔU/q

دقت کنید که در فرمول بالا اگه بار q منفی بود حتما باید با علامت منفی جاگذاری کنیم و اگه مثبت بود با علامت مثبت ، در واقع این تنها فرمولی از این فصل هست که باید q داخل اون منفی جاگذاری بشه.

میدان الکتریکی یکنواخت :

فرمول میدان الکتریکی یکنواخت میان دو صفحه به سورت زیر هست. دقت کنید در این فرمول همیشه همیشه همیشه ΔV باید به صورت مثبت جاگذاری بشه.

E = |ΔV| /q

در فرمول بالا q و ΔV همیشه مثبت جاگذاری می شوند.

چگالی سطحی بار :

بار الکتریکی روی سطح خارجی رسانا توزیع می شود.تراکم بار در نقاط تیزتر سطح یک جسم رسانای باردار بیشتر است یعنی به چگالی سطحی بار در نقاط نوک تیز بیشتر است.

چگالی سطحی بار

خازن :

خازن وسیله ای هست که می تواند بار و انرژی رو در خودش ذخیره کنه ، برای نمایش خازن در مدار از نماد ( -| |- ) استفاده می کنیم. اگه اختلاف پتانسیل ( V ) بین صفحه های خازن رو زیاد کنیم به همان نسبت بار الکتریکی صفحات خازن ( q ) زیاد میشه و نسبت اختلاف پتانسیل به بار الکتریکی ثابت می ماند به این نسبت ثابت ظرفیت خازن می گویند و اون رو با C نمایش می دهند. ظرفیت یک خازن به عوامل فیزیکی سازنده اون بستگی داره یعنی به یک بیان ساده بستگی داره که هنگام تولید یک خازن در کارخانه برای خازن از چه عایقی استفاده شده و یا اینکه و یا اینکه فاصله صفحات خازن و …. اون چقدره. پس بصورت خلاصه ظرفیت یک خازن ربطی به q و v نداره و فقط فقط به سه پارامتر مساحت ، فاصله و جنس عایق ( دی الکتریک ) وابسته است. واحد ظرفیت خازن بر حسب فاراد است.

انرژی ذخیره شده در خازن :

اصلی ترین وظیفه خازن در یک مدار ، تخلیه انرژی لازم برای شروع و یا روشن شدن سیستم است بصورت مثال هنگامی که کامپیوتر خانه اتان را روشن می کنید در لحظه روشن شدن نیاز به انرژی اضافه تری هست در این موقع نقش خازن دادن انرژی کافی به مدار است . فرمول های انرژی ذخیره شده درون یک خازن به صورت زیر است.

U = 1/2 q۲ /C

U = 1/2 q V

U = 1/2 C V۲

ثبت نام نشده
یا US$ ۴۰ هزار تومان

دوره شامل

  • ۱۶ درس